电隔离电路

文档序号:1046128 发布日期:2020-10-09 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 电隔离电路 (Electrical isolation circuit ) 是由 丹尼斯·谢尔盖耶维奇·舒瓦洛夫 于 2020-03-16 设计创作,主要内容包括:一种电隔离电路(518),包括:具有第一侧和第二侧的电隔离器(534);连接到所述电隔离器的所述第一侧并且可连接到第一收发器(514)的第一通信链路(536);连接到所述电隔离器的所述第二侧并且可连接到第二收发器(516)的第二通信链路(538);可连接到所述第一收发器(514)的第一参考端(520-1);可连接到所述第二收发器(516)的第二参考端(520-2);以及连接在所述第一参考端(520-1)与所述第二参考端(520-2)之间的AC短路电容器(566)。(An electrical isolation circuit (518), comprising: an electrical isolator (534) having a first side and a second side; a first communication link (536) connected to the first side of the electrical isolator and connectable to a first transceiver (514); a second communication link (538) connected to the second side of the electrical isolator and connectable to a second transceiver (516); a first reference terminal (520-1) connectable to the first transceiver (514); a second reference terminal (520-2) connectable to the second transceiver (516); and an AC short-circuit capacitor (566) connected between the first reference terminal (520-1) and the second reference terminal (520-2).)

电隔离电路

技术领域

本公开涉及一种用于通信接口中的电隔离电路,具体地说,与蓄电池管理系统一起使用的电隔离电路。

背景技术

蓄电池管理系统(BMS)是可监测蓄电池单元中的电化学反应并且控制每个每个蓄电池单元的充电和放电过程的电子系统。为了实现高效、安全的性能,BMS还可监测蓄电池温度和蓄电池健康状况。以此方式,BMS可避开有缺陷的蓄电池单元并且向中央处理单元(CPU)通知每个单元的情况。BMS可用于混合动力电动车辆(HEV)和电动车辆(EV)等复杂的储能系统中,以及储能系统(ESS)和不间断电源(UPS)系统等工业应用中。

发明内容

根据本公开的第一方面,提供一种电隔离电路,该电隔离电路包括:

具有第一侧和第二侧的电隔离器;连接到电隔离器的第一侧并且可连接到第一收发器的第一通信链路;

连接到电隔离器的第二侧并且可连接到第二收发器的第二通信链路;

可连接到第一收发器的第一参考端;

可连接到第二收发器的第二参考端;以及

连接于第一参考端与第二参考端之间的AC短路电容器。

此类电隔离电路可有利地:(i)降低EMI滤波器电路系统的复杂度和组件要求;和/或(ii)降低收发器的电压容差要求。

在一个或多个实施例中,AC短路电容器可以是离散电容器。

在一个或多个实施例中,电隔离电路还可包括:

连接于第一通信链路与第一参考端之间的第一电容解耦电路;以及

连接于第二通信链路与第二参考端之间的第二电容解耦电路。

在一个或多个实施例中,第一通信链路可包括第一主链路和第一次链路,并且第二通信链路可包括第二主链路和第二次链路。

在一个或多个实施例中,第一电容解耦电路可包括:

连接于第一主链路与第一参考端之间的第一主解耦电容器;以及

连接于第一次链路与第一参考端之间的第一次解耦电容器;并且

第二电容解耦电路可包括:

连接于第二主链路与第二参考端之间的第二主解耦电容器;以及

连接于第二次链路与第二参考端之间的第二次解耦电容器。

在一个或多个实施例中,电隔离器可包括电容电隔离器。该电容电隔离器可包括:

连接于第一主链路与第二主链路之间的主电容器;以及

连接于第一次链路与第二次链路之间的次电容器。

在一个或多个实施例中,电隔离器可包括变压器。

在一个或多个实施例中,电隔离电路可具有收发器电压容差额定值以及限定持续电流与频率关系的目标BCI要求。AC短路电容器的电容值可基于收发器电压容差额定值和目标BCI要求而选择。

在一个或多个实施例中AC短路电容器可以是电容大于或等于100pF的离散电容器。

还提供一种通信接口,所述通信接口包括:

第一收发器;

第二收发器;以及

本文公开的任何电隔离电路。

在一个或多个实施例中,通信接口可具有限定持续电流与注入频率的目标BCI要求,并且AC短路电容器的电容值可基于以下方面而选择:

第一收发器的电压容差;

第二收发器的电压容差;以及

所述目标BCI要求。

根据本公开的另一方面,提供一种蓄电池管理控制电路,所述蓄电池管理控制电路包括多个本文公开的任一种电隔离电路。

在一个或多个实施例中,蓄电池管理控制电路还可包括:

处理器,所述处理器包括收发器;以及

多个蓄电池管理系统,每个蓄电池管理系统包括第一收发器和第二收发器;

其中多个电隔离电路中的每一个连接蓄电池管理系统和处理器中的相邻各者。

在一个或多个实施例中,一个蓄电池管理系统的第一收发器、相邻蓄电池管理系统的第二收发器和一个电隔离电路可形成蓄电池管理控制电路的EMI滤波电隔离通信接口。

虽然本公开容许各种修改和替代形式,但本公开的特性已通过举例在附图中示出并将详细地描述。然而,应理解,所描述的特定实施例之外的其它实施例也是可能的。还涵盖属于所附权利要求书的精神和范围内的所有修改、等同物和替代实施例。

以上论述并不意图表示当前或未来权利要求集的范围内的每个示例实施例或每个实施方案。附图和之后的

具体实施方式

还举例说明了各种示例实施例。考虑以下结合附图的详细描述可以更全面地理解各种示例实施例。

附图说明

现将仅通过举例参考附图来描述一个或多个实施例,在附图中:

图1示出包括多个蓄电池管理系统并且连接到一串蓄电池单元的控制器板;

图2示出进行大电流注入测试的图1的控制器板;

图3示出结合基于变压器和电容器的电隔离电路使用的示例EMI滤波技术;

图4示出具有耐高电压收发器的基于电容器的通信接口的例子;

图5示出根据本公开的实施例的包括基于电容的电隔离电路的通信接口;

图6示出根据本公开的实施例的包括基于电容的电隔离电路但无电容解耦电路的通信接口;

图7示出没有AC短路电容器的通信接口的性能;

图8示出根据本公开的实施例的具有AC短路电容器的通信接口的性能;以及

图9示出根据本公开的实施例的包括基于变压器的电隔离电路的通信接口。

具体实施方式

通常,BMS拓扑结构分为三个类别:

1.集中式:在集中式拓扑结构中,单个控制器在同一电路板(或一组紧密联接板)上具有多个BMS。所述板借助蓄电池单元的相应BMS通过许多线连接到蓄电池单元。

2.分布式:在分布式拓扑结构中,多个BMS板接近其相应蓄电池单元定位。控制器通过单个通信线缆连接到蓄电池。

3.模块化:模块化拓扑结构包括多个控制器。每个控制器处理数个蓄电池单元。控制器之间发生通信。

在蓄电池组应用中,串联连接的大量蓄电池单元可产生高电压电位差,这需要高级别的组件间隔离。变压器可在两个BMS之间提供电隔离的通信链路,每个BMS控制对应的蓄电池组。变压器可使信号磁耦合并且电隔离。

任何车载通信接口都容易受到严重的电磁(EM)扰动或电磁干扰(EMI)的影响,这是车辆电气噪声环境的典型特征。因此,提供BMS之间的通信的电隔离电路可包括电磁干扰(EMI)滤波器。示例EMI滤波器包括共模扼流圈(CMC)和中心抽头变压器。

图1示出连接到一串蓄电池单元104的控制器板102。所示控制器板102可用于集中式或模块化拓扑结构中。控制器板包括中央处理单元(CPU)106。在一些例子中,CPU可以是微控制器。在此例子中,CPU通过非隔离链路连接到外部更高级别控制系统。控制器板还包括各自通过相应连接线缆110连接到该串蓄电池单元104的多个BMS 108。在一些例子中,连接线缆110可以是带状线缆。每个BMS 108连接到该串蓄电池单元104内的相应子串的蓄电池单元112。每个子串的蓄电池单元112可以是模块化蓄电池组。

每个BMS 108包括第一收发器114和第二收发器116。多个BMS 108中的每一个可通过BMS的收发器114、116以及居间电隔离电路118与相邻的BMS通信。例如,第一BMS 108-1的第二收发器116-1可通过第二电隔离电路118-2与第二BMS 108-2的第一收发器114-2通信。类似地,第二BMS 108-2的第二收发器116-2可通过第三电隔离电路118-3与第三BMS 108-3的第一收发器114-3通信,诸如此类。

在此例子中,CPU 106还包括嵌入式或独立收发器121。CPU 106的收发器121可通过第一电隔离电路118-1与第一BMS 108-1的第一收发器114-1通信。以此方式,CPU 106可通过电隔离电路118与每个BMS 108通信。BMS的收发器114、116以及电隔离电路118限定散置于一系列BMS 108之间的一系列通信接口。在此例子中,BMS 108以菊链配置连接到CPU106。

每个电隔离电路118包括电隔离器。在此例子中,电隔离器是提供相邻BMS 108之间的电隔离的变压器。相邻BMS彼此电隔离,因为它们没有共同接地或任何其它共享参考电压。由于每个BMS 108具有与该串蓄电池单元104的DC连接,因此必须进行电隔离以处理相邻BMS 108之间的高组件间电压差。

如上所指出,变压器可通过使信号磁耦合并且电隔离来提供电隔离。在其它例子中,电隔离器可包括一个或多个电容器。与变压器相比,电容器可提供更低成本的电隔离器。

在此例子中,由相邻BMS 108之间的电隔离电路118提供的通信接口全都处于相同板上。然而,此类通信接口可能容易受到外部EMI的影响。电隔离电路还可包括EMI滤波器,以向通信接口提供针对EM扰动的保护。电动车辆制造中的标准测试方法可通过传导或辐射来施加此类EMI。这些测试方法可检验系统对EMI的充分抵抗力。大电流注入(BCI)是传导型EMI测试的一个例子,其中电流通过连接到受测试的蓄电池组的线缆注入。

图2示出进行BCI测试的类似于图1中的那些的控制器板202和连接的一串蓄电池单元204。BCI测试可包括沿着连接线缆210以固定距离放置注入线圈并测量系统响应。在一些例子中,连接线缆210大约为2米长,并且通过沿着连接线缆210继而与对应的BMS 208相距15cm、45cm和75cm的距离放置的注入线圈来执行一系列测试。

CPU 206和每个BMS 208各自连接到其自身对应的参考端220。以此方式,CPU 206和每个BMS 208可各自具有其自身的接地连接。该图示出将每个参考端220连接到进行BCI测试的系统的接地层224的接地寄生电容222。接地寄生电容222可在1到5pF的范围内。图2的系统中所示的其它电容包括:

·BMS电容224-由连接线缆210接收的电位通过BMS解耦到对应的参考端220。BMS电容224约为10..100nF。

·电隔离电容226-电隔离电路208的寄生电容大约为:(i)对于基于变压器的电隔离电路,5到20pF;(ii)对于基于电容器的电隔离电路,1到10nF。

·连接线缆电容228-具有带有对接地层224相对低的偶模阻抗的耦合式传输线特性的连接线缆210包括大约600pF/m的分布电容。

在BCI测试期间,注入线圈被放置在连接线缆上。所得注入电流将通过连接线缆电容228延循最低阻抗路径到接地层224。对于在给定连接线缆处的注入,电流很可能穿过邻近连接的BMS 208的电隔离电路218和/或在该电隔离电路中流通。换句话说,注入的电流穿过连接控制器板202上的BMS 208的链的通信接口。例如,如果BCI注入线圈在第一连接线缆210-1的中点230处耦合到系统,则所得电流将穿过第一电隔离电路218-1和第二电隔离电路218-2。作为另一例子,当BCI注入线圈在最后一个连接线缆210-N的中点232处耦合到系统时,所得电流可能仅穿过最后一个电隔离电路218-N。因此,对于电隔离电路,此测试配置可代表BCI测试中最严格的测试配置。

穿过电隔离电路208的BCI电流模拟EMI以测试通信链路的抗扰性。示例BMI测试要求是,检验通信链路对300mArms的注入电流的足够抗扰性。为了承受此类EMI水平,电隔离电路208可包括EMI滤波器(相对于图3论述)和/或对EMI具有高耐受性的CPU和BMS收发器(相对于图4论述)。

图3示出结合基于变压器和电容器的电隔离电路使用的示例EMI滤波技术。该图示出:基于未滤波变压器的通信接口319A;基于未滤波电容的通信接口319B;基于EMI滤波变压器的通信接口319C;以及基于EMI滤波电容的通信接口319D。

基于未滤波变压器的通信接口319A包括第一收发器314A、第二收发器316A和基于未滤波变压器的电隔离电路318A。基于未滤波变压器的电隔离电路318A包括电隔离器334A、第一通信链路336A、第二通信链路338A、第一参考端320A-1和第二参考端320A-2。

电隔离器334A位于第一收发器314A与第二收发器316A之间。电隔离器334A是变压器。第一收发器314A和第二收发器316A可以是BMS收发器或CPU的收发器中的一个。第一接收器314A连接到第一参考端320A-1,而第二接收器连接到第二参考端320A-2。电隔离器334A通过第一通信链路336A连接到第一收发器314A,并且通过第二通信链路338A连接到第二收发器316A。在此例子中,第一和第二通信链路是可通过差分信令进行通信的双线通信链路。

基于未滤波电容的通信接口319B包括第一收发器314B、第二收发器316B和基于未滤波电容的电隔离电路318B。基于未滤波电容的电隔离电路318B与基于未滤波变压器的电隔离电路318A相同,不同之处在于,电隔离器334B包括一对电容器而非变压器。

基于EMI滤波变压器的通信接口319C包括第一收发器314C、第二收发器316C和基于未滤波电容的电隔离电路318C。基于EMI滤波变压器的电隔离电路318C包括如上文相对于基于未滤波变压器的电隔离电路318A所描述的相同组件。另外,第一通信链路336C和第二通信链路338C包括相应的第一共模扼流圈(CMC)340C和第二共模扼流圈342C。第一CMC340C和第二CMC 342C包括变压器。电路318C还包括连接于第一通信链路336C与第一参考端320C-1之间的第一电容解耦电路344C,以及连接于第二通信链路338C与第二参考端320C-2之间的第二电容解耦电路346C。电隔离器334C是具有两个中心抽头的中心抽头变压器。变压器的第一中心端通过第一中心抽头解耦电容器348连接到第一参考端320C-1。类似地,变压器的第二中心端通过第二中心抽头解耦电容器350连接到第二参考端320C-2。

基于EMI滤波电容的通信接口319D包括第一收发器314D、第二收发器316D和基于未滤波电容的电隔离电路318D。基于EMI滤波电容的电隔离电路318D包括如上文相对于基于未滤波电容的电隔离电路318B所描述的相同组件。另外,电路318D还包括以与关于基于EMI滤波变压器的电隔离电路318C所描述的相同方式布置的第一CMC 340D和第二CMC 342D以及第一电容解耦电路344D和第二电容解耦电路346D。电路318D还包括耦合于第一通信链路336D与第一参考端320D-1之间的第一分离终端电路352。第一分离终端电路352连接到第一CMC 340D与电隔离器334D之间的第一通信链路336D。电路318D还包括耦合于第二通信链路338D与第二参考端320D-2之间的第二分离终端电路354。第二分离终端电路354连接到第二CMC 342D与电隔离器334D之间的第二通信链路338D。

EMI滤波电路318C、318D可使共模噪声形式的EMI衰减到安全并且可管理的水平。然而,相对于对应的未滤波电路318A、318B,EMI滤波电路318C、318D的额外组件可能会给电隔离电路增加大量成本和复杂性。具体地说,使用变压器的解决方案可能特别昂贵。因此,使用多个电隔离电路的系统,例如图1和2的系统,可能变得过分昂贵和复杂,并且包括大量组件。

图4示出具有耐高电压收发器414、416的基于电容器的通信接口419的例子。相对于图3的EMI滤波电隔离电路,耐高压收发器414、416允许在居间电隔离电路418中使用降低的EMI滤波。

基于降低的EMI滤波电容的通信接口419包括第一收发器414、第二收发器416和基于降低的EMI滤波电容的电隔离电路418。图4的基于降低的EMI滤波电容的电隔离电路418包括如上文相对于图3的基于未滤波电容的电隔离电路318B所描述的相同组件。另外,图4的电路418还包括以与关于基于EMI滤波变压器的电隔离电路所描述的相同方式布置的第一电容解耦电路444和第二电容解耦电路446。第一通信链路436还包括布置在第一电容解耦电路444与电隔离器434之间的第一电阻电路456。类似地,第二通信链路438还包括布置在第二电容解耦电路446与电隔离器434之间的第二电阻电路458。

第一电容解耦电路444和第二电容解耦电路446是用于抑制基于降低的EMI滤波电容的电隔离电路418中的EMI/共模干扰的主要机制。第一电容解耦电路444和第二电容解耦电路446的解耦电容器460的阻抗应当足够高,以将收发器端处的BCI电流到电压的转换限于小于收发器的最大额定电压或容差。因此,电路设计需要在解耦电容值与收发器电压容差之间进行权衡。

在一个例子中,(i)具有±40V的电压容差的收发器414、416以及(ii)各自的电容为100pF的解耦电容器460的组合可满足10MHz的频率下300mArms注入的BCI电流的要求。电压容差为±40V的收发器444、446可能在用于汽车产品的半导体技术中受限。所需的耐±40V的双向开关可能需要较大的硅面积并具有高电容,从而导致较高的开关损耗和消耗。

如果图4的通信接口419使用电压容差小于±40V的收发器414、416,则解耦电容器460将需要对应的更高电容值。高于100pF的电容值可因开关损耗而导致额外电流消耗。较高值的解耦电容器还可能产生用于任何通信信号的低通滤波器(LPF)。这可能会限制通信速度。

下文描述的本公开的实施例提供可降低收发器和EMI滤波器电路系统的EMI抗扰性要求的电路布置。这继而可减少外部组件的数目和成本,并避免因过度滤波而导致通信接口的主要性能下降。

图5示出根据本公开的实施例的包括电隔离电路518的通信接口519。图5的电隔离电路518可有利地:(i)降低EMI滤波器电路系统的复杂度和组件要求;以及(ii)降低收发器的电压容差要求。

图5的通信接口519包括第一收发器514、第二收发器516和电隔离电路518。电隔离电路518包括电隔离器534、第一通信链路536、第二通信链路538、第一参考端520-1和第二参考端520-2。

电隔离器534具有第一侧和第二侧,其中每一侧与另一侧隔离。在此例子中,电隔离器534包括第一隔离电容器562和第二隔离电容器564。第一通信链路536将电隔离器534的第一侧连接到第一收发器514。类似地,第二通信链路538将电隔离器534的第二侧连接到第二接收器516。以此方式,第一和第二收发器可以电隔离方式彼此通信。例如,收发器可属于图1和2的控制器板中的相邻BMS和/或CPU。

电隔离电路518还包括连接于第一参考端520-1与第二参考端520-2之间的AC短路电容器566。

AC短路电容器566为电隔离电路518提供EMI滤波机制。如下文进一步论述,AC短路电容器566可在第一参考端520-1与第二参考端520-2之间形成与电隔离器534并联的低阻抗路径。以此方式,任何EMI电流的大部分都将流过AC短路电容器566。

AC短路电容器566是可在100pF到100nF的范围内的离散电容器。AC短路电容器566不是寄生电容。

在此例子中,电隔离电路518还包括:连接于第一通信链路536与第一参考端520-1之间的第一电容解耦电路544;以及连接于第二通信链路538与第二参考端520-2之间的第二电容解耦电路546。以与图3和4的EMI滤波电路318C、318D、418类似的方式,第一电容解耦电路544和第二电容解耦电路546可为电隔离电路518提供EMI滤波。

AC短路电容器566在两个电隔离的收发器的参考端520-1、520-2之间的布置形成AC信号的低阻抗路径。这可确定参考端520-1、520-2之间的AC电压的最大幅值,继而可确定共模AC电压的幅值,该共模AC电压的幅值将影响通信接口针对注入的AC电流扰动的操作。这放宽了对任何其它EMI滤波器电路系统(例如电容解耦电路544、546)的要求以及对接口收发器514、516的电压容差要求。这能实现对包括低成本组件的简单EMI滤波器电路系统的使用,并避免了可能限制通信接口的性能的过度滤波。

在通信接口519中,第一电容解耦电路544和第二电容解耦电路546的解耦电容器560的电容值以及第一收发器514和第二收发器516的电压容差可相对于它们在图4的通信接口中的约束值被放宽。例如,可减小或最小化解耦电容器的电容CDECOUPLING,从而实现更高速度的通信。在一些实施例中,例如在图6中,可省去解耦电容器。类似地,电隔离电路518可与具有比相对于图4的通信接口所论述的电压容差更低的电压容差的收发器一起使用。

如果选择AC短路电容器566的电容CAC-SHORT以满足以下条件,则通信接口519将具有足够的EMI滤波:

Figure BDA0002412874020000111

由于CISOLATION>>CDECOUPLING并且CAC SHORT>>CDECOUPLING

其中:

·CISOLATION是基于电容的电隔离器534的电容;

·VCM,MAX是收发器514、516的电压容限(收发器设计或其外部保护可容许的最大共模电压幅度,或在信号传输或接收时实现无故障通信的最大共模电压);

·IBCI是在注入频率fBCI时的最大持续电流。作为BCI测试的要求,限定持续IBCI与fBCI之间的关系的目标BCI要求通常由电流与频率的某一特征曲线描述。目标BCI要求的特征曲线可具有非线性曲率。

在以上不等式中,假设在对应的收发器514、516的驱动器操作期间,电容解耦电路544、546中的一个(即一对解耦电容器560)被较低阻抗短路。

因此,对于包括具有AC短路电容器566的电隔离电路518的通信接口519,收发器514、516不必具有高电压容差,例如±40V,或解耦电容器560不必具有高电容值。因此,电隔离电路518可实现高速通信而不受低饱和电流和/或收发器内部的高电压装置的高寄生电容和/或过度外部滤波的限制。AC短路电容器566简化了电隔离电路518的EMI滤波器设计,并且AC短路电容器566的电容值可使用上文不等式来选择。

图6示出根据本公开的实施例的包括电隔离电路618的另一通信接口619。同样在图6中示出的图5的特征已给予600系列的对应附图标号,并且此处将不必再次进行描述。

电隔离电路618与图5的电隔离电路相同,不同之处在于,不存在电容解耦电路。上文的不等式展示,当考虑图5的电隔离电路的性能时,电容解耦电路的电容可以忽略不计。因此,本公开的一些实施例不包括电容解耦电路。

图7和8比较了包括具有以及不具有AC短路电容器的电隔离电路718、818的示例通信接口719、819的性能。图7示出不具有AC短路电容器的通信接口719的性能,并且图8示出具有连接于第一参考端820-1与第二参考端820-2之间的AC短路电容器866的通信接口819的性能。这些图含有示出相应通信接口719、819的模拟BCI性能的曲线图770、870。BCI频率绘制于水平轴线上,而持续BCI电流在竖直轴线上。

除了AC短路电容器866之外,图7和8的电隔离电路718、818是相同的。AC短路电容器866是5nF电容器。每个电隔离电路718、818包括:包括两个5nF电容器的电隔离器734、834;以及第一和第二电容解耦电路744、746、844、846,每个解耦电路包括两个22pF解耦电容器760、860。通信接口719、819的第一和第二收发器714、716、814、816各自具有电压容差±10V。

曲线图770、870示出在跨100kHz到400MHz的频率范围的300mArms的持续BCI电流的目标BCI要求772、872。在一些例子中,目标BCI要求可具有持续BCI电流与BCI注入频率之间的更复杂关系。曲线图770、870上的模拟性能曲线774、874示出模拟性能或最大持续电流的值,在该值下通信仍是无故障的(或至少充分无干扰)。对于没有AC短路电容器的通信接口719,图7的曲线图770示出对于小于100MHz的频率,性能曲线774低于目标BCI要求772。换句话说,通信接口719具有最小EMI滤波频率100MHz。因此,仅电容解耦电路744、746并未展示对300mArmsBCI注入电流的抗扰性。

图8针对包括具有AC短路电容器866的电隔离电路818的通信接口819的曲线图870示出,对于低至大约1MHz的频率,性能曲线874可满足目标BCI要求872。相对于图7的电隔离电路718,具有AC短路电容器866的电隔离电路818的抗扰性性能展示两个数量级的EMI滤波性能提高。

在此例子中,5nF AC短路电容器866不足以使通信接口819在小于1MHz的频率下满足300mArms的要求。换句话说,通信接口819具有最小EMI滤波频率1MHz。可通过降低最小EMI滤波频率来增大AC短路电容器866的值,以将通信接口性能扩展到更低频率。然而,许多应用并不需要在此类低频率下的此性能水平。此外,出于各种原因,例如闭环的功率限制或低频率下对于开环BCI注入的过高阻抗,在低频率下满足300mArms的要求可能具有挑战性。

图9示出根据本公开的实施例的包括基于变压器的电隔离电路918的通信接口919。同样在图9中示出的图5的特征已给予900系列的对应附图标号,并且此处将不必再次进行描述。

图9与图5相同,不同之处在于,电隔离器934是变压器而非包括电容器。AC短路电容器966以与关于图5所述的相同的方式工作。基于变压器的电隔离电路918也可提供足够的EMI滤波,而无需限制收发器电压容差或解耦电容。然而,基于变压器的解决方案不如图5和6的基于电容器的通信接口具有成本效益。图9的电隔离电路918包括第一电容解耦电路944和第二电容解耦电路946。解耦电路是任选的,并且基于变压器的电隔离电路的其它实施例可在没有解耦电路的情况下以与图6的基于电容的电路类似的方式进行操作。

关于图5、6、8和9公开的电隔离电路包括可通过差分信令通信的双线通信链路。以图5为例,双线电路如下构成。第一通信链路536包括第一主链路536-1和第一次链路536-2;并且第二通信链路538包括第二主链路538-1和第二次链路538-2。在图5的例子中,第一电容解耦电路544包括:连接于第一主链路536-1与第一参考端520-1之间的第一主解耦电容器560-1;以及连接于第一次链路536-2与第一参考端520-2之间的第一次解耦电容器560-2。类似地,第二电容解耦电路546包括:连接于第二主链路538-1与第二参考端520-2之间的第二主解耦电容器560-3;以及连接于第二次链路538-2与第二参考端520-2之间的第二次解耦电容器560-4。

在其它示例实施例中,第一和第二通信链路以及第一和第二电容解耦电路可由呈单线配置的相应单链接或单电容器组成。

AC短路电容器的使用维持了BMS之间的电隔离。这在相比于使用第一BMS的最高电压与第二BMS的参考端之间的直接DC连接替换AC短路电容器的替代方法(例如,利用以预定义次序将BMS连接到蓄电池单元串的事实)时可视为是有利的。在图1和图2的控制器板中实施这种方法将实现最大电位传入从蓄电池到相邻BMS的参考端的直接板上连接。然而,以错误次序连接到蓄电池可能会造成可伤及用户的严重危险。连接器的不同集合可减轻此类风险。但是,由于潜在的危险,这种方法对于许多BMS应用来说可能不可接受。

除非明确陈述特定次序,否则可按任何次序执行以上各图中的指令和/或流程图步骤。另外,本领域的技术人员将认识到,虽然已论述一个示例指令集/方法,但本说明书中的材料可以多种方式组合从而还产生其它例子,并且应在此详细描述提供的上下文内来进行理解。

在一些示例实施例中,上文描述的指令集/方法步骤实施为体现为可执行指令集的功能和软件指令,所述可执行指令集在计算机或以所述可执行指令编程和控制的机器上实现。此类指令被加载以在处理器(例如,一个或多个CPU)上执行。术语处理器包括微处理器、微控制器、处理器模块或子系统(包括一个或多个微处理器或微控制器),或其它控制或计算装置。处理器可指单个组件或多个组件。

在其它例子中,本文示出的指令集/方法以及与其相关联的数据和指令存储于相应存储装置中,所述存储装置被实施为一个或多个非瞬态机器或计算机可读或计算机可用存储介质。此类一个或多个计算机可读或计算机可用存储介质被视为物品(或制品)的部分。物品或制品可指任何制造的单个组件或多个组件。如本文所定义的非瞬态机器或计算机可用介质不包括信号,但此类介质能够接收并处理来自信号和/或其它瞬态介质的信息。

本说明书中论述的材料的示例实施例可整体或部分地通过网络、计算机或基于数据的装置和/或服务实施。这些可包括云、互联网、内联网、移动装置、台式计算机、处理器、查找表、微控制器、消费者设备、基础设施,或其它启用装置和服务。如本文和权利要求书中可能使用,提供以下非排他性定义。

在一个例子中,使本文中论述的一个或多个指令或步骤自动化。术语自动化或自动地(和其类似变体)意指使用计算机和/或机械/电气装置控制设备、系统和/或过程的操作,而不需要人为干预、观测、努力和/或决策。

应了解,被称为耦合的任何组件可直接或间接耦合或连接。在间接耦合的情况下,可在称为耦合的两个组件之间安置额外组件。

在本说明书中,已依据所选细节集合来呈现示例实施例。然而,本领域的技术人员将理解,可实践包括这些细节的不同选定集合的许多其它示例实施例。希望所附权利要求书涵盖所有可能的示例实施例。

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